Діод: анод та катод, полярність
Діод – популярний елемент, що використовується в електротехніці та виконує роль світлоіндикатора. Для його правильної роботи і випромінювання світла він повинен бути правильно підключений, з дотриманням полярності. Визначити її можна кількома способами: за допомогою мультиметра, звичайної батареї або блока живлення мобільного телефону. Існує ще кілька варіантів знаходження катода та анода діода. Однак, на відміну від згаданих раніше методів, вони не дають 100% гарантії точного результату.
Чому потрібно вміти відрізняти анод від катода
Визначення «плюсу» та «мінусу» світлодіода необхідне для перевірки наявної піктограми там, де вона відсутня. Часто це трапляється на нових, б-вушних, випаяних зі старих схем, діодах. У цьому випадку немає жодної гарантії, що виробник дешевих елементів не помилився у їхньому маркуванні. Тому гарантії відповідності наявного маркування немає.
Підключення без проведення попереднього тестування може завершитися пробивкою LED і електричним ланцюгом, що не працює. Відбудеться це через те, що струм діода рухається в одному напрямку (крім двоквітників, що моргають світлодіодів або ІЧ). Тільки правильне розпаювання дозволить отримати нормальну, робочу електросхему.
Важливо! Точне визначення, де діод анод і катод дозволяє збирати правильні електричні ланцюги, виключити ймовірність пробивання LED або моргання світлодіодів.
Види діодів
Світлодіодні елементи поділяються на 2 об'ємні види: напівпровідникові та напівпровідникові. Пристрій першого має на увазі невелику ємність з викачаним повітрям та двома електродами всередині:
- Плюсовим, що має електропровідність P.
- Мінусовим, що має електропровідність N.
Ненапівпровідникові діоди діляться у свою чергу ще на 2 групи:
- Вакуумні (кенотрони), побудовані за принципом лампи, що має 2 електроди, де один з них представлений як нитка розжарювання. У відкритому положенні рух електронів здійснюється убік від полюса до мінуса. У закритому положенні траєкторія переміщення змінюється на протилежний бік або зупиняється.
- Наповнені газом (стабілітрони з тліючим або коронним зарядом ігнітронів та газотронів). З об'ємного списку елементів найбільша популярність властива газотронам із дуговим зарядом (стабілітронам). Всередині них закачується інертний газ, містяться оксидні термокатоди. Ключовою особливістю таких світлодіодів є можливість видачі високої напруги на виході і здатність функціонувати з напругою, значення якого може досягати декількох десятків ампер.
Важливо! Величина опору у закритому положенні безпосередньо пов'язана зі значенням прямого струму. Якщо він високий, то опір буде низьким.
Класифікація та система позначень
Параметри, що впливають класифікацію діодів
Класифікація діодів залежить від цілого ряду факторів. Зокрема, це стосується таких умов:
- Фізичні властивості.
- Основні електричні параметри.
- Конструктивно-технологічні ознаки.
- Рід напівпровідників.
Приналежність того чи іншого типу показується за принципом системи умовних позначень. Періодично вона оновлюється із доповненням нових підвидів. Найчастіше маркування здійснюється у вигляді використання буквенно-цифровых кодів.
Радянське маркування
Системи буквено-цифрових скорочень діодів, що використовуються в електротехніці радянської доби, неодноразово змінювалися. Однак найбільшою популярністю користувався спосіб, параметри якого прописані в ГОСТ 11.336.919-81. Наприклад, як це показано у списку, наведеному на зображенні.
Як приклад можна навести такі позначення:
- VI 121.
- DG 805 A.
- CK 504Ž.
Крім цього, система абревіатур передбачає використання додаткових значень з метою конфігурації незалежної конструктивно-технологічної якості виробу.
Важливо! На даний момент щодо діодів, вироблених на території РФ, поширюються вимоги вищезгаданого державного стандарту ГОСТ 11.336.919-81.
Іноземні способи
Стандартизація розпізнавання та маркування діодів за кордоном РФ не практикується. З цієї причини у різних країнах діють власні правила. Наприклад, у США діє система, запроваджена комітетом інженерної стандартизації напівпровідникової продукції Electronic Industries Alliance та Joint Electron Devices Engineering Council (EIA/JEDEC).
На території Євросоюзу використовуються інші способи, що маркуються під абревіатурою європейських принципів позначення та реєстрації типів компонентів – Pro Electron. Відповідно до вимог документа діоди позначаються двома літерами та цифровим кодом. Повна розпинка скорочень наведена на наступному зображенні.
Інші способи
До інших поширених систем маркування відносять:
- GD-серію, до якої входять германієві діоди, наприклад GD9. Методика відноситься до старих і не застосовується в сучасній промисловості.
- OA-серію з аналогічними німецькими діодами, розробленими компанією Mullard.
Корисно! Крім цього, існує об'ємний перелік виробників, які мають власні системи кодувань.
Популярні світлодіоди
Як згадувалося, класифікація сучасних світлодіодів відбувається з урахуванням їх потужності, кольору, типу корпусу та інших ознак. Найпоширенішими є малопотужні елементи в корпусах DIP або SMD діаметром 3,5-10 мм.
Вищезгадані параметри можуть відрізнятися залежно від потужності та призначення лампочок. Наприклад, у ліхтариках, світлодіодних стрічках, світильниках їх потужність може змінюватись в діапазонах від 0,5 Вт до 1 Вт і більше.
- Світлодіод DIP представлений у вигляді невеликої лампочки з ніжками, які служать для визначення полярності. Зверніть увагу на маркування ряду виробників може не збігатися з реальною.
- Світлодіод SMD відрізняється ускладненою процедурою визначення анода та катода. Тому досить часто майстри покладаються на адекватну інформацію виробника, що відзначає катод піктограмою або за допомогою зрізу/скосу на корпусі.
Наочний приклад самостійного визначення катода та анода на світлодіоді даного типу показаний на представлених зображеннях.
Способи визначення полярності
Знайти катод та анод на діоді можна декількома способами. Причому кожен із них відрізняється ступенем надійності. З методів, що мають на увазі застосування приладів виділяють такі:
- Вимірює мультиметром.
- Подача на резистор напруги з обмеженням (підключення незалежного джерела живлення).
- Шляхом підключення осцилографа.
Такі методи добре зарекомендували себе на діодах з малою та середньою потужністю та звичайним характером світіння. До інших, простих та популярних способів відносять:
- Вивчення технічних документів, що додаються.
- Зображення полярності на схематичному зображенні.
Важливо! Нагадуємо про можливе помилкове маркування або невідповідні відомості в документації. Відбувається таке досить часто.
Найпопулярніші, але, на жаль, помилкові методи визначення:
- По довжині ніжок.
- За величиною деталей усередині корпусу.
- По зрізу.
- По маркуванню.
Ці варіанти відносяться до найпростіших і приводять до помилкового визначення полярності. Тому використовувати їх практично вкрай не рекомендується.
мультиметр
Це найнадійніший спосіб знайти на світлодіоді анод чи катод. Поруч із визначенням полярності мультиметр послужить виявлення справності і кольору світіння елемента. Досягнення результату можливе 3 способами:
- Перевірка LED під час увімкненого режиму «Перевірка опору 2 кОм». При дотику червоного щупа до анода, на екрані відображається 1600-1800 Ом. Якщо "плюсовий" контакт торкнеться катода - екран покаже 1. Це означає, що щупи мультиметра потрібно поміняти місцями. Несправність діода відобразиться в тому випадку, якщо зміна полярності щупів не дасть потрібного результату (1600-1800 Ом). Визначити свічення в такий спосіб не вдасться.
- Вимірювання в режимі «Продзвонювання, перевірка діода» здійснюється дотиком червоного контакту до анода, а чорного до катода і свіченням. На екрані має з'явитися значення від 500 до 1200 мВ.
- Вимір без щупів виконується за наявності на мультиметрі транзисторів типу PNP NPN. І тут використовуються гнізда, промарковані літерами «З» і «Е». Підключення діода в режимі PNP і встановлення катода в роз'єм «С», а анода – в «Е», діод почне світиться. Таке світіння означає правильне визначення. Підключення до NPN супроводжується зворотним підключенням контактів і відповідним, аналогічним підсвічуванням.
Корисно! За відсутності довгого виведення на діоді та неможливості приєднання до мультиметра, в роз'єм можна встановити швейні голки. Тим самим ви збільшите контакт і зможете виконати всі маніпуляції.
Джерело живлення
Не менш надійний метод пошуку полярності та визначення анода у діода. Методика дозволяє виявити несправний елемент на початковому рівні. Як джерело струму рекомендується скористатися блоком живлення з плавним регулюванням. Після підключення світлодіода необхідно поступово піднімати напругу. Після досягнення значення 3-4 елемент повинен почати випромінювати світіння. Якщо цього не сталося, полярність відповідає дійсної.
Відсутність регульованого блока живлення не привід припинити вимірювання. Як альтернатива можливе використання алкалінових батарей або акумулятора від мобільника. Зверніть увагу, що напруга на більшості АКБ досягає 12 В, що не дозволяє пряме приєднання світлодіода. Для зниження показника в електричний ланцюг впаюється резистор, що володіє відповідним значенням опору, що шукається. Сполучається він з одним із контактів діода.
Отримана конструкція замикається на висновки живлення. За правильної полярності, діод загориться. В іншому випадку слід змінити полярність зібраного пристрою і повторити спробу. Відсутність світіння й у разі означає несправність діода.
Аналогом резистора може бути батарейка плоского типу від наручного годинника або «материнки» типу CR2032. Такі джерела не видають напруги вище 6, що є допустимою величиною для світлодіодів. Батарейка затискається між висновками діода, а за результатами світіння визначається полярність та працездатність.
Інші способи
Зверніть увагу, всі ці способи не дають 100% гарантії точного результату, що може призвести до неправильно зібраного електричного ланцюга.
Перший спосіб має на увазі визначення полярності діода методом візуального огляду. У більшості випадків катод має короткий штир, анод - довгий. Однак при неодноразових перепаювання довжина ніжок може змінитися в будь-який бік. Також не виключений варіант підключення за способом, що практикується на тому чи іншому виробництві. А він також може відрізнятись від вищезазначених умов.
Корисно! На наведеному зображенні наведено приклад того, як може відбуватися самостійне визначення полярності світлодіода. Трикутник на ньому означає анод, вертикальна риса - катод. Подвійна стрілка символізує світіння.
Ще один спосіб – довіритись маркуванню на корпусі. Таке рішення також не дає повної гарантії відповідності. Виробник може легко потовстити будь-яку ніжку діода, а також встановити неправильне маркування. Аналогічна ситуація стосується ситуації, коли визначення катода здійснюється з огляду на скіс або технічну документацію пристрою. В останньому випадку розшифровка контактів може бути наведена у двох варіантах:
- У письмовому описі.
- У зображенні електричної схемою.
Важливо! Помилка може виявитись навіть у тому випадку, якщо при купівлі партії діодів ви попросите продавця надати технічні документи на товар.
Висновок
Знання полярності діода, а точніше: де знаходиться катод та анод, дозволяє безпомилково зібрати електросхему з гарантією того, що після підключення до живлення діод не перегріється і продовжить функціонувати. Фактично у визначенні полярності елемента немає нічого складного. Впоратися із завданням під силу навіть людині, яка ніколи раніше не стикалася з подібними завданнями.
